《MATLAB與控制完整系統(tǒng)仿真》自動化

1、« MATLAB與控制系統(tǒng)仿真實驗報告班級： 自動化092班學號：6100309084姓名： 張曉梅時間：2012 年6 月i實驗一 MATLA/境的熟悉與基本運算（一） 實驗二MATLA/境的熟悉與基本運算（二）實驗三MATLA騎言的程序設計實驗四MATLAB的圖形繪制實驗五基于SIMULINK的系統(tǒng)仿真實驗六控制系統(tǒng)的頻域與時域分析實驗七控制系統(tǒng)PID 校正器設計法實驗八線性方程組求解及函數(shù)求極值13南昌大學實驗報告學生姓名： 張曉梅 學 號： 6100309084專業(yè)班級:自動化092班實驗類型： 驗證 口綜合口設計 口創(chuàng)新實驗日期：實驗成績：一、實驗項目名稱實驗一 MATLA

2、B環(huán)境的熟悉與基本運算（一）二、實驗目的：1 .熟悉MATLAB開發(fā)環(huán)境2 .掌握矩陣、變量、表達式的各種基本運算三、主要儀器設備及耗材計算機四、實驗基本知識：1 .熟悉MATLAB環(huán)境：MATLAB桌面和命令窗口、命令歷史窗口、幫助信息瀏覽器、工作空間瀏覽器、文件和搜索路徑瀏覽器。2 .掌握MATLAB常用命令表1 MATLAB常用命令clc清除命令窗口中內(nèi)容clear清除工作空間中變量help對所選函數(shù)的功能、調(diào)用格式及相關函數(shù)給出說明lookfor查找具有某種功能的函數(shù)但卻不知道該函數(shù)的準確名稱3 .MATLAB變量與運算符3. 1變量命名規(guī)則4. 2 MATLAB的各種常用運算符表2

3、MATLAB算術運算符操作符功能說明操作符功能說明+加矩陣左除-減.數(shù)組左除*矩陣乘/矩陣右除.*數(shù)組乘./數(shù)組右除八矩陣乘方'矩陣轉(zhuǎn)置數(shù)組乘方.'數(shù)組轉(zhuǎn)置表3 MATLAB關系運算符操作符功能說明=等于=不等于>大于<小于>=大于等于<=小于等于表4 MATLAB邏輯運算符邏輯運算符邏輯運算說明&And邏輯與|Or邏輯或Not邏輯非Xor邏輯異或表5 MATLAB 特殊運算符號功能說明示例符號功能說明示例:1:1:4;1:2:11.分隔行.分隔列()%注釋:口構成向量、矩陣!調(diào)用操作系統(tǒng)命令構成單元數(shù)組=MT賦值5. MATLAB的一維、二維數(shù)

4、組的尋訪表6子數(shù)組訪問與賦值常用的相關指令格式指令格式指令功能數(shù)機金中指定行、指定列之元素組成的子數(shù)組小匚:)數(shù)組A中r指定行對應的所有列之元素組成的子數(shù)趾數(shù)組W中£指定列灼府的所有行之JU素組成的子數(shù)組數(shù)組月中各列元素首尾相連組成的“一維長列”子數(shù)組“一維長列”子數(shù)組中的第1個元素數(shù)組X中F指定行、指定列之元素組成的子數(shù)組的賦值出二戶項:)數(shù)組全兀素賦值，保持A的彳茂、列長不變，A. D兩組兀素總合成相同四、實驗內(nèi)容及實驗結果1、新建一個文件夾(自己的名字命名，在機器的最后一個盤符)Q 勺一計算為*聚地窿L IF:）卜mntlnB2、啟動MATLAB ,將該文件夾添加到 MATLA

5、B路徑管理器中。I D:MATLAB7toolboxrtwtargetsxpctargetkernelembedded D:MATLAB7work>> path(pathr f:matlab )>> PhDAMATLABYXtcolboxXrtwXtargetspcXtargetXkernelXembeddedD:MATLAB7work f:matlab3、學習使用help命令。Help 加上所要想查詢的函數(shù)，MATLAB自動生成該函數(shù)功能和調(diào)用的說明，有助于了解沒有接觸的函數(shù)。|>> help helpHELP Display help text in C

6、ommand Window.HELP, by itself, lists all primary help topics. Each primary topic corresponds to a directory name on the MATLABPATH.4、窗口命令close close allclchold onhold off了解其功能和作用，觀察command window、command history和workspace等窗口的變化結果。>> help closeCLOSE Close figure.CLOSE(H) closes the window with

7、handle FI.CLOSE, by itself, closes the current figure window.CLOSE('name') closes the named window.CLOSE ALL closes all the open figure windows.CLOSE ALL HIDDEN closes hidden windows as well. 、1>> help cicCLC Clear command window.CLC clears the command window and homes the cursor.>&

8、gt; help holdHOLD Hold current graph.HOLD ON holds the current plot and all axis properties so that subsequent graphing commands add to the existing graph.1 HOLD OFF returns to the default mode whereby PLOT commands erasethe previous plots and reset all axis properties before drawing new plots.HOLD,

9、 by itself, toggles the hold state.HOLD does not affect axis autoranging properties.HOLD ALL holds the plot and the current color and linestyle so that subsequent plotting commands will not reset the color and linestyle.IHOLD(AK)applies the command to the Axes object AX.Algorithm note:HOLD ON sets t

10、he NexIPIot property of the current figure and axes to add HOLD OFF sets the NextPlot property of the current axes to "replace"-5、工作空間管理命令whoWHO whentIthere is an output argument.Examples for pattern matching: who a*% Show variable names starting withNa"who -regexp Abd3$% Show variabl

11、e names startingwith "b"% and followed by 3 digits who -file fname -regexp d % Show variable names containing any% digits that exist in MAT-file fnamewhosWHO when there is an output argument.Examples for pattern matching: who a*% Show variable names starting with"a"who -regexp Ab

12、d3$% Show variable names startingwith "b"% and followed by 3 digits who -file fname -regexp d % Show variable names containing any% digits that exist in MAT-file fname clearWHO whenthere is an output argument.Examples for pattern matching: who a*% Show variable names starting with"a&q

13、uot; who -regexp Abd3$% Show variable names startingwith "b" % and followed by 3 digits who -file fname -regexp d % Show variable names containing any % digits that exist in MAT-file fname6、隨機生成一個 2X6的矩陣，觀察 command window、command history和workspace等窗口 的變化結果，實現(xiàn)矩陣左旋 90?；蛴倚?0。的功能。> > a=r

14、and(2,6)a =0.84620.20260.83810.68130.83180.70950.52520.67210.01960.37950.50280.4289> > b=rot90(a)b =0.7095 0.42890.8318 0.50280.6813 0.37950.8381 0.01960.2026 0.67210.8462 0.52527、求高階方程的的根，求高階多項式的值。> > a=1 2 3;4 5 6;7 8 9;> > p=polyP =1.0000 -15.0000 -18.0000 -0.0000>> v=root

15、s(p)v =16.1168-1.1168-0.00008、創(chuàng)建一個二維數(shù)組 A (4X8)。查tU數(shù)組A第2行、第3列的元素；查詢數(shù)組 A第2行的所有兀素；查詢數(shù)組A第6列J的所有兀素；查詢數(shù)組 拉長形成新的數(shù)組CoA按列拉長形成新的數(shù)組B;查詢數(shù)組A按行>> a=rand(4,8)0.19880.60680.45650.6154a =0.17630.41030.81320.19870.01530.95010.89130.82140.48600.01850.79190.92180.93550.05790.13890.40570.89360.00990.60380.27220.23

16、110.76210.44470.74680.73820.91690.35290.2028>> a(2,3)ans =0.4447>> a(2,：)ans =0.23110.76210.44470.73820.91690.35290.20280.1988>> a(:,6)ans =0.05790.35290.81320.0099>> b=a(:)b =0.95010.23110.60680.48600.89130.76210.45650.01850.82140.44470.61540.79190.92180.73820.17630.40570.93

17、550.91690.41030.89360.05790.35290.81320.00990.13890.20280.19870.60380.27220.19880.01530.7468五、實驗心得這是MATLAB勺第一個實驗，也是我第一次接觸這個軟件，在初步了解中可以感覺到它的功能很多而且可以解決很多工程問題等，是我們專業(yè)很重要的應用軟件，它的指令簡單易懂但是編寫語句時不能出錯，只要是一點不符合軟件編程要求都不能得到想要的結果，細心耐心才能做出結果， 使我匪淺!南昌大學實驗報告學生姓名： 張曉梅 學 號： 6100309084專業(yè)班級:自動化092班實驗類型： 驗證 口綜合口設計 口創(chuàng)新實驗日

18、期：實驗成績：一、實驗項目名稱MATLA/境的熟悉與基本運算（二）二、實驗目的：1 .熟悉MATLAB開發(fā)環(huán)境2 .掌握矩陣、變量、表達式的各種基本運算三、主要儀器設備及耗材計算機四、實驗基本知識：1.MATLAB的基本運算表1兩種運算指令形式和實質(zhì)內(nèi)涵的異同表數(shù)組運算矩陣運算指令含義指令含義非共輒轉(zhuǎn)置A'共輒轉(zhuǎn)置A=s把標量s賦給A的每個元素s+B標量占分別與B元素之和標量$分別與R元素之差s.*A標最5分別與A元素之積s*A標量r分別與A每個元 素之枳標量s分別被B的元素除S*inv(B)B陣的逆乘占A.AnA的每個元素自乘H次AAnA陣為方陣,自乘n次A/p對A吝兀素分別求非整數(shù)

19、最AAp方陣A的非整數(shù)乘方A+B對應元素相加A+B矩陣相加A-B對應元素相減A-B矩陣相成A.*B對應元素相乘A*B內(nèi)雄相同矩陣相乘A.BA的元素別B的對應元素除ABA右除BBAA與上相同B AA左除Bexp(A)以自然數(shù)。為底，分別以A的素為 指數(shù)求指expm(A)A的矩陣指數(shù)函數(shù)log(A)對A的各元素求對數(shù)login (A)A的矩陣對數(shù)函數(shù)a qrt(A)對A的各元素求平方根sqnrn(A)A的矩陣平方根函數(shù)2. MATLAB的常用函數(shù)表2數(shù)組生成函數(shù)指令含義指令含義din !產(chǎn)生對角形數(shù)組(對高雄不適用rand產(chǎn)生均勻分布隨機數(shù)組eye產(chǎn)生單位數(shù)組(對高維不適用)randn產(chǎn)生正態(tài)分布

20、隨機數(shù)組Higgle產(chǎn)生魔方數(shù)組(對高維不適用)zeros產(chǎn)生全0數(shù)組ones產(chǎn)生全1數(shù)組size()返回指定矩附的行款和列數(shù)表3數(shù)組操作函數(shù)指令含義diag提取對角線R素，或生成對角陣flipud以數(shù)組“水平中線e為對稱軸，交換上下對稱位置上的數(shù)組元素fliplr以數(shù)組“垂直中線”為對稱軸，交換左右對稱位置上的數(shù)組元素reshape在息元素數(shù)不變的前提卜改變數(shù)組的“行數(shù)、列數(shù)”rot90矩陣逆時針旋轉(zhuǎn)90度det方陣的行列式值rank矩陣的秩五、實驗內(nèi)容1、設有3個二維數(shù)組A (2X4), B(2X4),C(2X2),參照表1寫出所有由2個數(shù)組參 與的合法的數(shù)組運算和矩陣指令及結果。2、學習

21、使用表2列出的常用函數(shù)。3、學習使用表3列出的數(shù)組操作函數(shù)。4、生成下列矩陣，并取出方框內(nèi)的數(shù)組元素123451098|7611121341516 1721 2218231191242025六、實驗結果答：1.A:數(shù)組的運算>> a=zeros(2,4); >> b=ones(2,4);>> c=eye(2,2)0000>> b>> aa = 0000b =11 1111 11>> cc =10010 0000 000>> exp(a) ans =11111111>> log(b)ans =0 00

22、00 000>> sqrt(c) ans =1 001>> c'ans =2 001B:矩陣的運算>> a=1 1;2 2 a =3 14 2>> a'ans =1212>> a+bans =1 1112 111>> a-bans =-1 -1-1 -1-1 -1-1 -1>> a.*bans =0 0 000 0 00>> a./bans =0 0 000 0 00>> b.aans =2、表2常用函數(shù)的使用>> V=1 2 3 4;>> A=d

23、iag(V)A =100002000030>> 5*aans =5510 10>> aA2ans =3366>> aA1.2ans =1.2457 1.24572.4915 2.4915>> b=1 2;3 4b =1234>> 2*inv(b)ans =-4.0000 2.00003.0000 -1.0000>> 4*inv(b)ans =-8.0000 4.00006.0000 -2.0000>> expm(b)ans =51.9690 74.7366112.1048 164.0738> b=1 2

24、;3 4;> > logm(b)Warning: Principal matrix logarithm is not defined for A with nonpositive real eigenvalues. A non-principal matrixlogarithm is returned.> In funm at 153In logm at 27ans =-0.3504+ 2.3911i 0.9294-1.0938i1.3940 - 1.6406i 1.0436+0.7505i>> sqrtm(b)ans =0.5537+ 0.4644i 0.807

25、0-0.2124i1.2104 - 0.3186i 1.7641+0.1458i0004>>a=eye(3)a =100010001>>b=magic(4)b =16231351110897612414151>>c=ones(3)c =111111111>>a=rand(3)3、表3函數(shù)的使用>>a=1 2 3 4;>>b=diag(a)b =1000020000300004>> c=flipud(a) c =a =0.95010.48600.45650.2311 0.8913 0.01850.6068 0.7

26、621 0.8214>> a=randn(3)a =-0.4326 0.2877 1.1892-1.6656 -1.1465 -0.03760.1253 1.1909 0.3273> > a=zeros(3)a =000000000> > a=1 2 3,4 5 6;> > b=size(a)b =161234>> d=fliplr(a)d =4321>> a=1 2 3;>> rot90(a)ans =32>> q=1 2 3;1 2 3;1 2 3;>> det(q)ans =0&g

27、t;> a=1 2;2 1;>> rank(a)ans =4、取出方塊中的元素2>> a=1 1;2 2;>> rank(a)ans =115>> A=1:25;A=reshape(A,5,5)'>> A(2,:)=fliplr(A(2,:);>> AA =12345109876111213141516171819202122232425>> A(2,2:3)ans =98>> A(2:4,4) ans =71419>> A(4:5,1:3) ans =16 17 1821

28、 22 23七、實驗心得:這個實驗室考察矩陣和向量的運算，在其中有很多細節(jié)要注意，例如，在矩陣的運算中，最容易出現(xiàn)的問題是求逆矩陣的運算，所要求的矩陣必須是非奇異的矩陣，否則會產(chǎn)生錯誤的結果。南昌大學實驗報告學生姓名： 張曉梅 學 號： 6100309084專業(yè)班級: 自動化092班實驗類型： 驗證 口綜合口設計 口創(chuàng)新實驗日期：實驗成績：一、實驗項目名稱實驗三MATLAB語言的程序設計二、實驗目的：1、熟悉MATLAB程序編輯與設計環(huán)境2、掌握各種編程語句語法規(guī)則及程序設計方法3、函數(shù)文件的編寫和設計4、了解和熟悉跨空間變量傳遞和賦值三、主要儀器設備及耗材計算機四、實驗基本知識：1、程序流程

29、控制語句for循環(huán)結構語法：的門=初值：增量：終值語句1語句nend說明：1. i =初值：終值，則增量為1。2.初值、增量、終值可正可負，可以是整數(shù)，也可以是小數(shù)，只須符合數(shù)學邏輯。while循環(huán)結構語法：while邏輯表達式循環(huán)體語句end說明：1、while結構依據(jù)邏輯表達式的值判斷是否執(zhí)行循環(huán)體語勾。若表達式的值為真，執(zhí) 行循環(huán)體語句一次、 在反復執(zhí)行時，每次都要進行判斷。 若表達式的值為假，則程 序執(zhí)行end之后的語句。2、為了避免因邏輯上的失誤，而陷入死循環(huán)，建議在循環(huán)體語句的適當位置加break語句、以便程序能正常執(zhí)行。（執(zhí)行循環(huán)體的次數(shù)不確定；每一次執(zhí)行循環(huán)體后， 一定會改變w

30、hile后面所跟關系式的值。）3、while循環(huán)也可以嵌套、其結構如下：while邏輯表達式1循環(huán)體語句1while邏輯表達式2循環(huán)體語句2end循環(huán)體語句 3endif-else-en的支結構if 表達式 1語句 1else if 表達式2（可選）語句 2else（可選）語句 3endend說明：1.if結構是一個條件分支語句，若滿足表達式的條件，則往下執(zhí)行；若不滿足，則跳 出 if 結構。2 . else if表達式2與else為可選項，這兩條語句可依據(jù)具體情況取舍。3 .注意：每一個if都對應一個end,即有幾個if,記就應有幾個end。switch-case吉構語法：switch表達式

31、case量表達式1語句組1case量表達式2語句組2 otherwise語句組 nend說明：1. switch后面的表達式可以是任何類型，如數(shù)字、字符串等。2.當表達式的值與cas詬面常量表達式的值相等時，就執(zhí)行這個case后面的語句組如果所有的常量表達式的值都與這個表達式的值不相等時，則執(zhí)行otherwise后的執(zhí)行語句。程序流程控制指令 break、 return 、 pause 2、函數(shù)文件的結構和編寫方法函數(shù)只能在函數(shù)體內(nèi)對變量進行操作，也就是只能訪問函數(shù)本身工作空間中的變量。M 函數(shù)文件的結構（ 1） 函數(shù)定義行（ function ）（ 2） H1 行（函數(shù)幫助文本的第一行）（

32、3） 函數(shù)幫助文本（ 4） 函數(shù)體（ 5） 注釋函數(shù)文件編寫后， 保存時， 其文件名必須與函數(shù)名相同。 注意： 函數(shù)名不要與 MATLAB 自身的函數(shù)命令相同。五、實驗內(nèi)容：練習 A1、熟悉MATLAB程序編輯與設計環(huán)境2、用for循環(huán)語句實現(xiàn)求1100的和3、用for循環(huán)語句實現(xiàn)編寫一個求階乘n!的函數(shù)文件。（使用函數(shù)rem求余數(shù)）4、判斷y向量的元素屬于3n 3n+1或3n+2,設y=3,5,7,9,11,167、已知數(shù)組 A=2,4,6,8,10, B=4,9,6,7,4,n求 Z AiBn -i +1,其中 n=5。i 4六、實驗結果：1、列出實驗程序代碼及實驗結果。用for循環(huán)語句實

33、現(xiàn)求1100的和> > %ex1.m> > mysum=0;i=1;> > fo門=1:100mysum=mysum+i;end> > mysummysum =5050用for循環(huán)寫n!函數(shù) 函數(shù)是：%at=1;for i=1:n;t=i*t;endt運行結果為:> > n=3;at =6> > n=4;at =24判斷y向量的元素屬于 3n 3n+1或3n+2, 設丫=3,5,7,9,11,16。（使用函數(shù) rem求余數(shù)）>> y=3,5,7,9,11,16y =35791116>> a=rem(

34、y,3)a =021021n已知數(shù)組 A=2,4,6,8,10, B=4,9,6,7,4, 求£ AiBn i +1,其中 n=5if程序文件如下：%wA=2,4,6,8,10;B=4,9,6,7,4;m=0;for i=1:5m=m+A(i)*B(6-i)end程序調(diào)試結果:>> wm =728m =m =14436m =184m =七.寫出實驗體會。這個實驗是關于小程序的編寫，主要考察語句的使用和整體程序的理解，需要有語言編寫 的能力，而且需要耐心調(diào)試修改。南昌大學實驗報告學生姓名：張曉梅 學 號： 6100309084專業(yè)班級:自動化092班實驗類型： 驗證 口綜合

35、口設計 口創(chuàng)新實驗日期：實驗成績：一、實驗項目名稱實驗四 MATLAB的圖形繪制二、實驗目的：1、學習MATLAB圖形繪制的基本方法；2、熟悉和了解MATLAB圖形繪制程序編輯的基本指令；3、熟悉掌握利用 MATLAB圖形編輯窗口編輯和修改圖形界面，并添加圖形的各種標注；4、掌握plot、subplot的指令格式和語法。三、主要儀器設備及耗材計算機四、實驗基本知識：1、基本的繪圖命令plot （x,y,）2、建立圖形窗口命令 figure （1） ; figure （2）;；Rgure（n）打開不同的圖形窗口，以便 繪制不同的圖形。3、grid on :在所畫出的圖形坐標中加入柵格grid o

36、ff :除去圖形坐標中的柵格。4、hold on :把當前圖形保持在屏幕上不變，同時允許在這個坐標內(nèi)繪制另外一個圖形。hold off :使新圖覆蓋舊的圖形。5、axis設定軸的范圍axis xmin xmax ymin ymax ） 設定 x 軸與y軸的最大、最小坐標。axis（ 'equal 將x坐標軸和y坐標軸的單位刻度大小調(diào)整為一樣。6、文字標示text（x,y,字符串）在圖形的指定坐標位置（x,y）處，標示單引號括起來的字符串。gtext（字符串）利用鼠標在圖形的任意位置標示字符串。title（字符串）在所畫圖形的最上端顯示說明該圖形標題的字符串。xlabel（字符串 ，）y

37、label（字符串）設置x, y坐標軸的名稱。輸入特殊的文字需要用反斜杠（）開頭7、subplot （m, n, k）：分割圖形顯示窗口，在同一個窗口中顯示多個圖形。m :上下分割個數(shù)n：左右分割個數(shù)k:子圖編號8、semilogx :繪制以x軸為對數(shù)坐標（以10為底），y軸為線性坐標的半對數(shù)坐標圖形。semilogy :繪制以y軸為對數(shù)坐標（以10為底），x軸為線性坐標的半對數(shù)坐標圖形。五、實驗內(nèi)容1、繪制下列曲線，要求盡可能多地使用二中所列命令。23/ xr-不x13x = rsint y=x y =e2 3 y=sin(t)sin(9t)32ny = r cost2、繪制二階系統(tǒng)階躍響應

38、，綜合演示圖形標識。clf;t=6*pi*(0:100)/100;y=1-exp(-0.3*t).*cos(0.7*t);tt=t(find(abs(y-1)>0.05);ts=max(tt);plot(t,y,T-','LineWidth',3)axis(-inf,6*pi,0.6,inf)set(gca,'Xtick',2*pi,4*pi,6*pi,'Ytick',0.95,1,1.05,max(y)grid ontitle('it y = 1 - eA -alphatcosomegat')text(13.5,1

39、.2,'fontsize12alpha=0.3')text(13.5,1.1,'fontsize12omega=0.7')hold on;plot(ts,0.95,'bo','MarkerSize',10);hold offcell_string1='fontsize12uparrow'cell_string2='fontsize16 fontname 隸書鎮(zhèn)定時間'cell_string3='fontsize6'cell_string4='fontsize14rmt_s =

40、 ' num2str(ts);text(ts,0.85,cell_string)xlabel('fontsize14 bft rightarrow')ylabel('fontsize14 bfy rightarrow')六、實驗結果1.列出實驗程序（命令）代碼及實驗結果。試驗程序如下:>> x=0:0.1:2*pi;y=x+(x.A3)/3;plot(x,y)試驗程序如下:x=0:0.1:2*pi;y=(1/2.*pi).*exp(x.A2/2);plot(x,y)x = r sint y = r cost試驗程序如下：t=0:0.1:2*p

41、i;r=2.5;x=r*sin(t);y=r*cos(t);plot(x,y) y=sinsin(9t)試驗程序如下：x=0:0.1:2*pi;y=sin(x).*sin(9*x);plot(x,y)實驗圖一實驗圖33實驗圖三:實驗圖四口盧口昌 4/0門雯口國 七、心得體會：這個實驗是首次運用 MATLAB勺繪圖功能，需要先寫出原函數(shù)，在窗口中調(diào)用，主要是 考察plot函數(shù)的使用，難點在于源文件的而編寫， 在整個程序中不能出現(xiàn)一點差錯就不能得到 想要的圖，考驗編程能力和耐心細心程度。南昌大學實驗報告學生姓名：張曉梅 學 號： 6100309084 專業(yè)班級: 自動化092班實驗類型： 驗證 口

42、綜合口設計 口創(chuàng)新實驗日期：實驗成績：一、實驗項目名稱實驗五基于SIMULINK勺系統(tǒng)仿真二、實驗目的：1、熟悉SIMULINK 工作環(huán)境及特點2、掌握線性系統(tǒng)仿真常用基本模塊的用法3、掌握SIMULINK 的建模與仿真方法4、子系統(tǒng)的創(chuàng)建和封裝設計三、主要儀器設備及耗材計算機四、實驗基本知識：1、了解SIMULINK模塊庫中各子模塊基本功能2、SIMULINK 的建模與仿真方法(1)打開模塊庫，找出相應的模塊。鼠標左鍵點擊相應模塊，拖拽到模型窗口中即可。(2)創(chuàng)建子系統(tǒng)：當模型大而復雜時，可創(chuàng)建子系統(tǒng)。(3)設置仿真控制參數(shù)。五、實驗內(nèi)容及實驗結果1、SIMULINK仿真實際應用(1)雙環(huán)調(diào)

43、速的電流環(huán)系統(tǒng)的方框圖模型為:圖中參數(shù)設為 Ks=44; Ts=0.00167; Ta=0.017; R=1 ; Tm=0.075; Ce=0.1925; Kt=0.01178;T1=0.049; T2=0.0880.3(1)在Simulink集成環(huán)境下建立模型，在給定信號作用點處輸入單位給定階躍響應信號, 秒后在擾動信號點輸入單位階躍響應信號。并繪制相應的響應曲線m5t«pTl的螞談討&ltp1TmiwImFmTfiihSlfciFaftlthe電 i f(4iz1rH 田fFf?TninG.i f ctnrapaTo%也35/Z*粵*做 未收票的JEF .fJ 3 phk

44、tltbfJ 4 ihktltb1心:血婚” Q 前ATLU與控制軍u團：電陣丁而。L：is*/ Scojic-(Zl回因10QITrnEdfsefc Dio100如90TO的90囪a曾a物居國sJ 4 .*tl4b， J TlhA*h1 EjqM"” "電 旗4丁UI與控時累，cz 時？ *1: *9Ks=44;Ts=0.00167;Ta=0.017;R=1;Tm=0.075;Ce=0.1925;Kt=0.01178;T1=0.049;T2=0.088;>> qingchundou2、用Simulink對以下系統(tǒng)進行仿真2u(t) t 30 y(t)=8u(t

45、) t < 30其中u(t)為系統(tǒng)輸入，y為系統(tǒng)輸出，仿真當輸入為正弦信號時，輸出的信號的波形，仿 真時間 0<=0t<=100 。仿真的系統(tǒng)模型:結果顯示:3、在滑艇的運行過程中，滑艇主要受到如下作用力的控制：滑艇自身的牽引力F,滑艇受到的水的阻力f。其中水的阻力 f =u2 -u , u為滑艇的運動速度。由運動學的相關定理可知，整個滑艇系統(tǒng)的動力學方程為：*12u = F _(u -u)m其中，m為滑艇的質(zhì)量。假設滑艇的質(zhì)量為1000kg,建立此系統(tǒng)的Simulink模型并進行分析。解：(1)滑艇速度控制系統(tǒng)的模型建立與仿真仿真模型建立如下圖中的step模塊，用來產(chǎn)生滑艇

46、的牽引力。將其終值設為1000,起始時間設置為0,增益gain設為1/1000 ,函數(shù)模塊用于取水的阻力，設置為uA2-u , scope模塊用于顯示滑艇的速度。根據(jù)模型仿真出來的圖形如下：由仿真曲線可知，滑艇在牽引力F的作用下，在經(jīng)過 80s左右的時間后，速度由 0上升并穩(wěn)定在33km/h.六、實驗心得這個試驗中我學習到了 matlab內(nèi)很多的函數(shù)構造和系統(tǒng)模型的建立，并用示波器模擬出實驗結果的波形，使我了解到用計算機進行模擬的方法，同時可以看出 matlab這個軟件的應用廣泛和功能的多樣強大南昌大學實驗報告學生姓名：張曉梅 學 號： 6100309084 專業(yè)班級: 自動化092班實驗類型

47、： 驗證 口綜合口設計 口創(chuàng)新實驗日期：實驗成績：一、實驗項目名稱實驗六控制系統(tǒng)的頻域與時域分析二、實驗目的：1、掌握控制系統(tǒng)數(shù)學模型的基本描述方法和相互轉(zhuǎn)化2、了解控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析方法3、掌握控制系統(tǒng)頻域與時域分析基本方法三、主要儀器設備及耗材計算機四、實驗基本知識：1、系統(tǒng)數(shù)學模型的幾種表示方法2、在MATLAB：具箱中，提供了子系統(tǒng)的連接處理函數(shù):1) series。函數(shù)：系統(tǒng)串聯(lián)實現(xiàn)。2) parallel。函數(shù)：系統(tǒng)并聯(lián)實現(xiàn)。3) feedback。函數(shù)：系統(tǒng)反饋連接。3、控制系統(tǒng)根軌跡繪制1) rlocfind(): 計算給定根的根軌跡增益2) rlocus() 函數(shù)：功能為求

48、系統(tǒng)根軌跡。4、控制系統(tǒng)頻域分析基本方法1) Bode圖：bode()函數(shù)2) Nyquist 圖：nyquist()函數(shù)3)穩(wěn)定裕度計算：margin()函數(shù)5、線性系統(tǒng)時間響應分析1) step()函數(shù)-求系統(tǒng)階躍響應2) impulse()函數(shù)：求取系統(tǒng)的脈沖響應3) lsim()函數(shù)：求系統(tǒng)的任意輸入下的仿真五、實驗內(nèi)容及實驗結果1、表示下列傳遞函數(shù)模型，并轉(zhuǎn)化成其他的數(shù)學模型 G(s)=1(25 + 1)(+ 2) >>K=4;Z=-2;-1;-5;-1;-5;P=0;-1;-1;-1;-0.0 479 + 1.3112i;-0.0479 - 1.3112i P =0-1

49、.0000-1.0000-1.0000-0.0479 + 1.3112i-0.0479 - 1.3112i>>A,B,C,D=zp2ss(Z,P,K),num,den=zp2tf(Z,P,K)A =-1.0000000001.0000000001.00001.0000-0.0958-1.312100001.31210001.00001.00009.904217.7417-2.00000001.0000-1.000000B =100000C =4.000070.96694.00004.000039.61684.0000D =0num =0456280608580200den =(2)

50、>> num=0 4-2;den=1025;printsys(num,den)num/den =4 s - 2sA3 + 2 s + 5>> num=0 4 -2;den=1 0 2 5;Z,PK=tf2zp(num,den)Z =1.00003.09585.00896.45205.26041.721500.5000P =0.6641 + 1.8230i0.6641 - 1.8230i-1.3283K =4(4)#(3)>> k=1,p=-1/2;-2k =1P =-0.5000-2.0000>> K=1;P=-1/2;-2;Z=0;>>A,B,C,D=zp2ss(Z,P,K),num,den=zp2tf(Z,P,K)A =-2.5000-1.00001.00000C =1010D =0num010den1.00002.50001.0000>> C=0 1, D=zeros(2,2)C = 01>> A=0 1;-1 -2A =01-1-2>> B=0;1B =0432、一個單位負反饋開環(huán)傳遞函數(shù)為。（占）二5(O.5s + 1X45 + 1)試繪出系統(tǒng)閉環(huán)的根軌跡圖；并在跟軌跡圖上任選一點，試計算該點的增益K及其所有極點的位置